JPS6126424B2

JPS6126424B2 -

Info

Publication number: JPS6126424B2
Application number: JP12980180A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Murata; Takeshi Tanaka
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1980-09-17
Publication date: 1986-06-20
Also published as: JPS5753250A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、岩石や鉱石等を破砕するクラツシヤ
に関し、特に直径３mm以下の細粒砂を能率よく生
産できるようにしたものである。

従来、岩石や鉱石等を破砕するクラツシヤとし
てインパクトクラツシヤなどの衝撃式クラツシヤ
や、コーンクラツシヤなどの圧縮式クラツシヤが
ある。しかしながら、前者はハンマなどの摩耗が
甚しく運転コストが高くなるという欠点があり、
後者は細粒砂を得るためには出口隙間を小さくす
る必要があり、そのため破砕能力が著しく落ちる
という欠点がある。以上のような欠点の解決手段
として粒子層圧縮破砕（特開昭53−101164号公
報）を利用した圧縮形クラツシヤがあるが、該ク
ラツシヤによつても、直径３mm以下の細粒砂のみ
を得るためには、スクリーン等の大容量の分級装
置とコンベア等の搬送装置を用いた閉回路破砕系
統とが必要である。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
あり、クラツシヤ単独で、製品生産量を低下させ
ることなく所要の細粒度まで破砕し、また破砕エ
ネルギーを良好な状態に保ちながら破砕比を高く
することを目的としたものである。すなわち本発
明の第１の要旨は、破砕室の形状を主圧縮部では
破砕面がほぼ水平となり、排出部では破砕面を上
方外向に傾斜させることにより、製品生産能力を
低下させることなく原料の滞留期間を長くし、効
率よく破砕することを可能としたものである。

本発明の第２の要旨は、前記破砕室で破砕され
た細粒砂を空気等で吸引排出し、過粉細を生じる
ことによる破砕エネルギー効率の低下を防ぎ、ま
た所定の細粒度まで破砕された製品のみを機外へ
排出することを可能とし、かつ原料の運動コント
ロールを可能としたものである。

本発明の第３の要旨は、コーンの回転中の揺動
中心を主圧縮部の破砕面をほぼ同じ高さにするこ
とによつて、主圧縮部が鉛直に揺動するように
し、破砕荷重の水平方向成分が小さくなるため、
クラツシヤの軸受部の構造が簡単になり、また破
砕中でも破砕室出口の隙間の調節を可能としたも
のである。

以下本発明を実施例の図面によつて説明する。
破砕機本体１は下部胴体２と中部胴体３と上部胴
体４を有している。下部胴体２の上面にフランジ
部２１を設け、ボルト２２を介して中部胴体３が
取付けられている。上部胴体４はライナ３１を介
して中部胴体３の内側に昇降自在に取付けられ、
シリンダー５により保持されている。シリンダー
５は下部胴体２に固定され、シリンダーロツド５
１の先端は上部胴体のフランジ部４１に取付けら
れている。

下部胴体２の中央底部にあるボス２３に支軸６
が固着され、該支軸６の上部にはブシユ６１を介
して偏心円筒６２が回転自在に係合されている。
該偏心円筒６２の上部外周には、支軸６の中心線
ａとＯで交差し、θ゜傾斜した線ｂを中心とし
て、ブシユ６３が装着され、該ブシユ６３を介し
てマントルヘツド７０が偏心円筒６２に取付けら
れている。該偏心円筒６２の下部にはベベルギヤ
６４が取付けられ、これと噛み合うピニオン２４
は駆動軸２５に取付けられている。該駆動軸２５
は下部胴体２に回転自在に保持されている。

マントルヘツド７０の支持部材２６は下部胴体
２の中央に固着され、内面上部には点Ｏを中心と
する球面軸受２７を形成している。マントルヘツ
ド７０の裾部と支持部材２６の間隙を塞ぐための
ダストシール用のリング２８はマントルヘツド７
０にダストシール止め輪７５により固定されてい
る。

マントルヘツド７０の上部にはネジ７３が加工
されており、マントルキヤツプ７２をネジ７３に
締め込むことによつて、マントル７１はマントル
ヘツド７０に押圧され固定される。マントルヘツ
ド７０とマントル７１とマントルキヤツプ７２と
によりコーン７を形成している。

該コーン７に対向する位置にコンケーブ４１が
上部胴体４に固着され、それらの間に破砕室８が
形成されている。該破砕室８の形状は第３図に示
すように、原料供給部Ａ−Ｂ間では上端入口から
斜め下方に向つて徐々に間隙が狭くなるように
し、主圧縮部Ｂ−Ｃ間では原料供給部に連続して
水平外向に延びており、排出部Ｃ−Ｄ間では主圧
縮部に連続して上方外向に延びている。

ホツパー４２はコンケーブ４１と上部胴体４の
内面との間で供給口に向つて大きく開口し、図示
しないボルトにより上部胴体４の上面に固定され
ている。

本発明の破砕装置を用いた破砕方式の全体構成
は第２図のようになる。原料ビン１０の中の原料
はフイーダ１１から排出され、コンベア１２で運
ばれて破砕機本体１に供給される。破砕された製
品は送風機１６によつて排出口１７から空気と共
に吸引され、サイクロン１３と集塵器１４で空気
と分離され、製品ビン１５に貯えられる。

上記構成において、破砕機本体１の外部に設け
られた電動機９により駆動軸２５が駆動される。
該駆動軸２５により、ピニオン２４、ベベルギヤ
６４を介して偏心円筒６２が回転される。該偏心
円筒６２にブシユ６３を介してマントルヘツド７
０が駆動され、このマントルヘツド７０は前述の
ようにθ゜傾斜しているため、偏心円筒６２が回
転するとコーン７は揺動運動をする。このことは
従来のコーンクラツシヤと同じであるので詳細な
説明は省略する。

従来のコーンクラツシヤでは、第５図のように
破砕室の出口間隙ｔを小さくして細破砕を行つて
いた。出口間隙ｔを小さくすればそれだけ破砕能
力が減少することになり、このため破砕機が過負
荷になる原因となつていた。また、粒子層圧縮形
クラツシヤにおいては第６図のように出口隙間を
大きくしているため破砕能力は向上するが、細破
砕されない粒度の粗い製品も同時に排出されると
いう欠点があつた。

本発明では第３図のように破砕室８は、原料供
給部Ａ−Ｂ、主圧縮部Ｂ−Ｃ、排出部Ｃ−Ｄとで
構成されている。岩石または鉱石等の原料はＡか
ら投入され、コーンの旋動運動によつて下降しＢ
に至る。Ａ−Ｂ間では上端入口側から斜め下方に
向つて徐々に間隙が狭くなるようにし、主圧縮部
に充分原料を供給するようにしている。

Ｂ−Ｃ間で原料はしつかりと挾まれ圧縮破砕さ
れる。Ｂ−Ｃ間では破砕面がほぼ水平となつてい
るため、コーン７の揺動運動の中心を主圧縮部の
破砕面とほぼ同じ高さの点Ｏにすることにより、
コーン７の揺動方向はほぼ鉛直になる。従来のコ
ーンクラツシヤや粒子層圧縮形クラツシヤでは第
５図、第６図のように、旋動中心はそれぞれ点
O₅，O₆にあたるため破砕荷重はそれぞれ矢印
W₅，W₆方向となり、いずれもその水平方向成分
により水平方向に大きな破砕荷重が働く。この水
平方向の破砕荷重を受けるためにコーン７の上部
にスパイダ等の軸受材が必要になる。また、コン
ケーブ４１に対しても水平方向に大きな破砕荷重
が働くため、ライナ３１が著しく摩耗するという
欠点がある。本発明では破砕荷重の方向は矢印
W₃のようにほぼ鉛直で、水平方向成分はほとん
どないため、スパイダ等の軸受材は必要なく、ま
たブシユ３１の摩耗は極めて少なくすることがで
きる。

Ｃ−Ｄ間では上方外向に傾斜しており、コーン
７が揺動運動によつて上昇すれば、原料は出口側
に押し上げられようとするが、これに対する摩耗
抵抗が働き製品が排出するのを妨げる。このため
主圧縮部Ｂ−Ｃ間で原料が確実に圧縮されること
になる。また、コーン７が揺動運動によつて下降
すると第４図のように粒子間に隙間ができ、原料
粒子内を空気が通り抜けて細粒砂を破砕室外に排
出させ、原料の過粉砕を防止し、エネルギー効率
が低下するのを防いでいる。また、空気が吸引す
ることにより、細粒砂のみを破砕室外へ排出させ
る分級作用を行い、かつ空気の吸引量を加減する
ことにより破砕室内で原料の運動コントロール作
用を可能にしている。

次に、コーン７の回転数と揺動ストロークの関
係について述べる。コーン７が揺動運動により下
降するとき、回転数とストロークが小さい場合に
は、コーン７の下降加速度が重力加速度より小さ
くなり、原料はコーン７の表面に留まつたまま下
降する。逆に回転数とストロークが大きい場合に
は、コーン７の下降加速度が重力加速度より大き
くなり、原料とコーン７の表面に隙間ができる。
したがつて、第４図のように原料粒子内を空気が
通り抜けて細粒砂を破砕室外へ排出するためには
原料がコーン７の表面に留るか留まらないか位の
コーン下降加速度が適当である。主圧縮部Ｂ−Ｃ
間でこの条件は、ほぼ次式で表される。

1/2ｇ（0.5／ｎ）^２＝ａｇ…重力加速度、ｎ…コーンの回転数、ａ…コ
ーン揺動ストローク（両振幅）。

このとき、破砕室内を通過する空気流量は、得
ようとする細粒砂の粒径によつて異なるが、10〜
20ｍ／sec程度が適当である。必要とする空気量
Ｖは直径１ｍ、出口隙間15mmの破砕機で、Ｖ＝π×１×0.015×（10〜20） ≒0.5〜１m²／sec 程度となる。この場合の圧力損失は約200mm水頭
程度である。

次に、破砕室８の出口隙間ｔは、原料の形状や
性状および供給量の変化によつて生ずるコーン７
への負荷の変動に応じて調節するのが望ましい。
出口隙間ｔを変えるにはコーン７を上下させる方
法と、上部胴体４を上下させる方法とがある。従
来の装置において前者の方法では主軸を油圧シリ
ンダ等で支持する形式のコーンクラツシヤのよう
に、コーン上部に上部軸受を設けているため、機
械の高さが増し、また原料の供給の邪魔になると
いう欠点がある。また、上部軸受のない構造にす
ると、下部胴体内の軸受だけで破砕荷重を支持し
なければならないが、破砕荷重が前述のように水
平方向に大きく働くため、下部胴体内の軸受だけ
で支持するのは困難である。後者の上部胴体４を
上下させる方法ではスパイダのない構造が普通で
あるが、破砕中の上下は困難である。すなわち、
水平方向の大きな破砕荷重がコンケーブ４１を介
して上部胴体４に働き、しかもその方向がコーン
７の回転につれて変化するため、上部胴体４と中
部胴体３とライナ３１との間に摩擦力が変化しな
がら生じるため、運転中に上部胴体４を上下させ
るのは不可能であつた。本発明では前述のように
旋動中心を点Ｏにしたため、破砕荷重は鉛直方向
が主で水平方向にはほとんど働かないため、上部
胴体４と中部胴体３とライナ３１との間に摩擦力
はほとんど生じず、破砕中でも上部胴体４をシリ
ンダ５により容易に上下させ、出口隙間ｔを調節
することができる。

このように原料の形状や性状等の変化によるク
ラツシヤの負荷の変動に対し、出口隙間の調節等
の自動制御運転を行うことによつて破砕を能率よ
く行うことができる。この破砕システムの制行方
式を第７図に従来のものと併せて示した。ａは従
来のクラツシヤの制御方式で出口隙間ｔは一定
で、原料供給量Ｑをクラツシヤ１の負荷の変動に
より手動または自動で供給装置１２を制御して加
減する。この場合、クラツシヤの負荷の変動によ
る電動機の電流変化により判断する方法と、油圧
シリンダ５で破砕荷重を支持する場合の油圧の変
化によつて判断する方法とがある。本図では油圧
で判断し、制御する例を示した。ｐは油圧測定値
で、p₀は設定値である。

ｂは粒子層圧縮形コーンクラツシヤの制御方法
（特開昭51−53663号公報）の論理的な回路で、供
給量Ｑと出口隙間ｔの両方を制御するようになつ
ている。Ｌはフイードレベルである。

ｃは本発明の制御回路で、ｂの制御回路に加え
て産物の粒径の大小に応じて、空気流量も送風機
１６によつて制御できるようにしている。ｑは送
風量である。

特に本願では原料の供給量と出口隙間の大きさ
と制品を吸引する空気の流量との３つの要素によ
つて、原料の破砕状態を管理し、より確実で効率
のよい破砕を行うことを可能としている。

なお、上記実施例においては製品の吸引手段と
して空気のみを示したが、理論的には水等の液体
も使用可能で、石炭の破砕では不活性ガスの使用
も考えられる。

以上詳述したように、本発明は破砕室の形状を
工夫することによつて、破砕能力を低下させるこ
となく、破砕エネルギー効率を良好に保ちながら
細粒砂を生産することを可能にした。また、空気
等で吸引することにより、細粒砂のみを破砕室か
ら取り出し破砕機外へ排出することを可能にし
た。さらに、コーンの旋動中心を主圧縮部の揺動
方向が鉛直になる点にすることによつて、破砕荷
重の水平成分を少なくでき、コーン上部の軸受部
材を不要にし、また破砕中でも破砕室出口隙間を
容易に調節できるようにしたという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す細破砕用クラツ
シヤの断面図、第２図は本発明の破砕装置を用い
た破砕方式の全構成図、第３図は本発明における
コーン上昇時の破砕室断面図、第４図は同コーン
上昇時の破砕室断面図、第５図は従来のコーンク
ラツシヤの破砕室断面図、第６図は粒子層圧縮形
クラツシヤの破砕室断面図、第７図は制御方式を
示すブロツク線図である。１……破砕機本体、２……下部胴体、３……中
部胴体、４……上部胴体、５……シリンダ、６…
…支軸、７……コーン、８……破砕室、４２……
コンケーブ、７０……マントルヘツド、７１……
マントル。

Claims

【特許請求の範囲】１岩石または鉱石等の細破砕を行うコーンクラ
ツシヤにおいて、ほぼ垂直な軸を中心に回転し、
かつ上端部には下向に広がる円錐形状の破砕面が
形成されたコーンと、この破砕面に対向する破砕
面を有するコンケーブとによつてそれらの間に破
砕室が形成され、この破砕室は上端入口側から斜
め下方に向つて徐々に間隙が狭くなるようにした
原料供給部と、この原料供給部に連続して水平外
向に延びる主圧縮部と、この主圧縮部に連続して
上方外向きに延びる排出部とにより構成したこと
を特徴とする細破砕用クラツシヤ。２岩石または鉱石等の細破砕を行うコーンクラ
ツシヤにおいて、ほぼ垂直な軸を中心に回転し、
かつ上端部には下向きに広がる円錐形状の破砕面
が形成されたコーンと、この破砕面に対向する破
砕面を有するコンケーブによつてそれらの間に破
砕室が形成され、この破砕室は上端入口側から斜
め方向に向つて徐々に間隙が狭くなるようにした
原料供給部と、この原料供給部に連続して水平外
向に延びる主圧縮部と、この主圧縮部に連続して
上方外向に延びる排出部とにより構成され、該破
砕室で破砕された細粒砂を空気等で吸引し、クラ
ツシヤ外へ排出するための送風機をクラツシヤの
排出口に連結したことを特徴とする細破砕用クラ
ツシヤ。３岩石または鉱石等の細破砕を行うコーンクラ
ツシヤにおいて、ほぼ垂直な軸を中心に回転しか
つ上端部には下向に広がる円錐形状の破砕面が形
成されたコーンと、この破砕面に対向する破砕面
を有するコンケーブとによつてそれらの間に破砕
室が形成され、この破砕室は上端入口側から斜め
下方に向つて徐々に間隙が狭くなるようにした原
料供給部と、この原料供給部に連続して水平外向
に延びる主圧縮部と、この主圧縮部に連続して上
方外向に延びる排出部とにより構成され、コーン
の回転中の揺動中心は主圧縮部の破砕面とほぼ同
じ高さになるように構成したことを特徴とする細
破砕用クラツシヤ。